專利名稱：感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)液晶顯示裝置(LCD)等平板顯示器(FPD)制造用的玻璃基板等基板 實(shí)施等離子體處理的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
在液晶顯示裝置(LCD)等的制造工序中，為了對(duì)玻璃基板施加規(guī)定的處理，使用 等離子體蝕刻裝置、等離子體CVD成膜裝置等各種等離子體處理裝置。作為這樣的等離子 體處理裝置，以往多使用電容耦合等離子體處理裝置，但近來(lái)具有能夠得到高密度的等離 子體這樣的大的優(yōu)點(diǎn)的感應(yīng)耦合等離子體(Inductively Coupled Plasma : I CP)處理裝置 受到關(guān)注。 感應(yīng)耦合等離子體處理裝置在收容被處理基板的處理室的電介質(zhì)窗的外側(cè)配置 有高頻天線，向處理室內(nèi)供給處理氣體并向該高頻天線供給高頻電力，由此在處理室內(nèi)生 成感應(yīng)耦合等離子體，通過(guò)該感應(yīng)耦合等離子體對(duì)被處理基板施加規(guī)定的等離子體處理。 作為感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的高頻天線，多使用成為平面狀的規(guī)定圖案的平面天線。 作為公知例，有專利文獻(xiàn)l。 近來(lái)，被處理基板的大小逐步大型化。例如，舉LCD用的矩形玻璃基板為例，短 邊X長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度從約1500mmX約1800mm的大小向約2200mmX約2400mm的大小改變，進(jìn) 而向約2800mmX約3000mm的大小改變，這種大型化顯著。 在為感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的情況下，在高頻天線和處理室之間存在電介質(zhì) 窗。如果被處理基板大型化，則電介質(zhì)窗也被大型化。對(duì)于電介質(zhì)窗，如專利文獻(xiàn)l中所記 載的那樣， 一般使用石英玻璃或者陶瓷。 但是，石英玻璃、陶瓷較脆，不適合大型化。因此，例如如專利文獻(xiàn)2記載的那樣， 通過(guò)將石英玻璃分割來(lái)應(yīng)對(duì)電介質(zhì)窗的大型化。 但是，被處理基板的大型化仍然顯著。因此，即使利用專利文獻(xiàn)2所記載的那樣的 分割電介質(zhì)窗的方法，也變得難以應(yīng)對(duì)大型化。
專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3077009號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本專利第3609985號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這些問(wèn)題而完成的，本發(fā)明的目的在于，提供能夠應(yīng)對(duì)被處理基板
的大型化的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置包括 收容被處理基板，實(shí)施等離子體處理的處理室；在上述處理室內(nèi)載置被處理基板的載置臺(tái)； 向上述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)；對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣系 統(tǒng)；在上述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的高頻天線；和向上述高頻天線供給高頻電力的第一高 頻電源，在上述高頻天線與上述處理室之間，形成有與構(gòu)成上述處理室的主體容器絕緣地
4形成的、為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗。 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。


圖16是表示高頻天線側(cè)的電路和電容耦合模式電路側(cè)的各阻抗的可變電容器的 電容依存性的圖。 圖17是表示等離子體電子密度分布的圖。 圖18是表示貼附在金屬窗2的腔室側(cè)表面的SiO膜的削減量的圖。 圖19A是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金
屬窗的一個(gè)例子的俯視圖，圖19B是圖19A所示的金屬窗的立體圖。 圖20是概略地表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的一個(gè) 例子的截面圖。 圖21是表示從第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合處理裝置得到的等離子體電子密度的
符號(hào)的說(shuō)明
1主體容器2金屬窗3天線室4處理室13高頻天線14匹配器15第一高頻電源16供電部件20處理氣體供給系統(tǒng)23載置臺(tái)29第二高頻電源30排氣裝置50控制部51用戶界面52存儲(chǔ)部60電容耦合模式電路VC可變電容器G被處理基板
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 [OO54](第一實(shí)施方式) 圖1是概略地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的截面 圖，圖2是表示在該感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中使用的為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗的 一個(gè)例子的俯視圖，圖3是表示在該感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中使用的高頻天線的一個(gè) 例子的俯視圖。該裝置用于例如在FPD用玻璃基板上形成薄膜晶體管時(shí)的金屬膜、ITO膜、 氧化膜等的蝕刻、和抗蝕劑膜的灰化處理。此處，作為FPD，能夠例示液晶顯示器(LCD)、電 致發(fā)光(Electro Luminescence :EL)顯示器、等離子體顯示面板(PDP)等。
該等離子體處理裝置具有由導(dǎo)電性材料、例如內(nèi)壁面被陽(yáng)極氧化處理(alumite 處理)過(guò)的鋁構(gòu)成的角筒形狀的氣密的主體容器l。該主體容器l通過(guò)接地線la接地。主 體容器1通過(guò)與該主體容器1絕緣地形成的金屬窗2被上下區(qū)劃為天線室3和處理室4。 金屬窗2在本例中構(gòu)成處理室4的頂壁。金屬窗2例如由為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成。 為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬例如為鋁或含鋁的合金。 在主體容器1的天線室3的側(cè)壁3a與處理室4的側(cè)壁4a之間，設(shè)置有向主體容 器1的內(nèi)側(cè)突出的支承板5、和兼作處理氣體供給用的噴淋殼體的十字形狀的支承梁11。在 支承梁11兼作噴淋殼體的情況下，在支承梁11的內(nèi)部，形成有相對(duì)于被處理基板G的被處 理面平行地延伸的氣體流路12，該氣體流路12與向處理室4內(nèi)噴出氣體的多個(gè)氣體噴出孔 12a連通。此外，在支承梁11的上部，以與氣體流路12連通的方式設(shè)置有氣體供給管20a。 氣體供給管20a從主體容器1的頂板向其外側(cè)貫通，與包括處理氣體供給源和閥系統(tǒng)等的
6處理氣體供給系統(tǒng)20連接。因此，在等離子體處理中，從處理氣體供給系統(tǒng)20供給的處理 氣體經(jīng)由氣體供給管20a被供向支承梁11內(nèi)，被從氣體噴出孔12a向處理室4內(nèi)噴出。支 承板5、和支承梁11由導(dǎo)電材料構(gòu)成、優(yōu)選由金屬構(gòu)成。作為金屬的例子為鋁。
另外，在本例中，金屬窗2如圖2所示被四分割(分成4部分)為金屬窗2-1 2-4， 這四個(gè)金屬窗2-1 2-4隔著絕緣物6被載置在支承板5、和支承梁11之上。在本例中， 令與載置臺(tái)23相對(duì)的處理室4的壁面形狀為矩形，沿著從該矩形的中心連接各邊的中點(diǎn)的 線，金屬窗2被四分割為金屬窗2-1 2-4。這樣，被四分割為矩形的格狀的金屬窗2-1 2-4隔著絕緣物6載置在支承板5、和支承梁11上，由此與支承板5、支承梁11、以及主體容 器1絕緣，并且金屬窗2-1 2-4彼此互相絕緣。絕緣物6的材料例是，例如是陶瓷、聚四 氟乙條(polytetraf luoroethylene :PTFE)。 在天線室3內(nèi)，在金屬窗2之上以面對(duì)該金屬窗2的方式配置有高頻(RF)天線 13。該高頻天線13通過(guò)由絕緣部件構(gòu)成的間隔物17與金屬窗2分開。高頻天線13如圖 3所示構(gòu)成蝸形天線，金屬窗2沿著從該蝸旋的中心向周邊放射狀地延伸的線被分割。
在等離子體處理中，從第一高頻電源15經(jīng)供電部件16向高頻天線13供給感應(yīng) 電場(chǎng)形成用的例如頻率為13. 56MHz的高頻電力。本例的高頻天線13，在其中心部的周圍， 在距中心大致相同半徑的位置且各偏離90°的位置具有與供電部件16連接的4個(gè)供電部 41 、 42 、 43 、 44，從這些各供電部41 、 42 、 43 、 44各有2根天線的線向外側(cè)延伸。在各天線的線 的終端連接有電容器18，各天線經(jīng)電容器18接地。利用被這樣供給高頻電力的高頻天線 13，在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)，從多個(gè)氣體噴出孔12a供給的處理氣體被該感應(yīng)電場(chǎng)等離 子體化。 在處理室4內(nèi)的下方，以?shī)A著金屬窗2與高頻天線13相對(duì)的方式，設(shè)置有用于載 置被處理基板G例如LCD玻璃基板的載置臺(tái)23。載置臺(tái)23由導(dǎo)電性材料例如表面被陽(yáng)極 氧化處理過(guò)的鋁構(gòu)成。載置在載置臺(tái)23上的被處理基板G被靜電吸盤(未圖示)吸附保 持。 載置臺(tái)23被收納在絕緣體框24內(nèi)，進(jìn)而被中空的支柱25支承。支柱25在維持氣 密狀態(tài)的情況下貫通主體容器1的底部，由配置于主體容器1外的升降機(jī)構(gòu)(未圖示)支 承，在被處理基板G的搬入搬出時(shí)載置臺(tái)23通過(guò)升降機(jī)構(gòu)而在上下方向被驅(qū)動(dòng)。另外，在 收納載置臺(tái)23的絕緣體框24與主體容器1的底部之間，配置有氣密地包圍支柱25的蛇形 管26，由此，即使由于載置臺(tái)23的上下動(dòng)也能夠保證處理室4內(nèi)的氣密性。另外，在處理室 4的側(cè)壁4a設(shè)置有用于搬入搬出被處理基板G的搬入搬出口 27a和將其開閉的閘閥27。
載置臺(tái)23通過(guò)設(shè)置在中空的支柱25內(nèi)的供電線25a，經(jīng)匹配器28與第二高頻電 源29連接。該第二高頻電源29，在等離子體處理中，向載置臺(tái)23施加偏置用的高頻電力， 例如頻率為3. 2MHz的高頻電力。利用該偏置用的高頻電力，在處理室4內(nèi)生成的等離子體 中的離子被有效地引入基板G。 進(jìn)一步，在載置臺(tái)23內(nèi)，設(shè)置有用于控制基板G的溫度的、包括陶瓷加熱器等加熱 單元和冷卻介質(zhì)流路等的溫度控制機(jī)構(gòu)；和溫度傳感器(均未圖示)。相對(duì)于這些機(jī)構(gòu)和 部件的配管、配線，均通過(guò)中空的支柱25被導(dǎo)出到主體容器1外。 在處理室4的底部，通過(guò)排氣管31連接有包括真空泵等的排氣裝置30。利用該排 氣裝置30對(duì)主體容器4進(jìn)行排氣，在等離子體處理中，處理室4內(nèi)被設(shè)定并維持為規(guī)定的真空氣氛(例如1. 33Pa)。 在載置于載置臺(tái)23上的被處理基板G的背面?zhèn)刃纬捎欣鋮s空間(未圖示)，設(shè)置 有用于供給He氣體作為一定的壓力的熱傳遞用氣體的He氣體流路45。在He氣體流路45 上連接有He氣體管線46，該He氣體管線46經(jīng)壓力控制閘閥47與未圖示的He源連接。
該等離子體處理裝置的各構(gòu)成部與由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部50連接而被控制。此 外，在控制部50連接有用戶界面51，該用戶界面51包括工序管理者為了對(duì)等離子體處理 裝置進(jìn)行管理而進(jìn)行指令的輸入操作等的鍵盤；以及使等離子體處理裝置的運(yùn)行狀況可視 化而進(jìn)行顯示的顯示器等。進(jìn)一步，在控制部50上連接有存儲(chǔ)部52，該存儲(chǔ)部52存儲(chǔ)有用 于在控制部50的控制下實(shí)現(xiàn)由等離子體處理裝置執(zhí)行的各種處理的控制程序；以及用于 根據(jù)處理?xiàng)l件使等離子體處理裝置的各構(gòu)成部執(zhí)行處理的程序即處理方案(recipe)。處理 方案既可以存儲(chǔ)在硬盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，也可以在收容于CD-ROM、 DVD等可移動(dòng)的存儲(chǔ)介 質(zhì)中的狀態(tài)下設(shè)置在存儲(chǔ)部52的規(guī)定位置。進(jìn)而，例如也可以經(jīng)專用線路從另一方的裝置 適當(dāng)?shù)貍魉吞幚矸桨浮２⑶?，根?jù)需要，根據(jù)來(lái)自用戶界面51的指示等而將任意的處理方 案從存儲(chǔ)部52調(diào)出而使控制部50執(zhí)行，由此，在控制部50的控制下，能夠在等離子體處理 裝置中進(jìn)行希望的處理。 根據(jù)第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，使在現(xiàn)有技術(shù)中為電介質(zhì)例如 石英制的窗，為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬例如鋁制或含有鋁的合金制的金屬窗2。由此，金 屬窗2的剛性，與為電介質(zhì)例如石英制的情況相比提高，能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化。在 圖4中，表示比圖1更進(jìn)一步簡(jiǎn)略化后的結(jié)構(gòu)。 圖5表示圖l或圖4所示的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中的沿著連接被處理基板 G的中央和短邊中央的線的等離子體電子密度測(cè)定結(jié)果。 如圖5所示，在功率為5000W時(shí)，能夠確認(rèn)到在中央(X = 0)及其附近，生成具有 大致6Xl(Tcm—3的等離子體電子密度的高密度等離子體。
圖6表示該被推測(cè)的等離子體生成原理。 如圖6所示，由于在高頻天線13中流動(dòng)的電流1『在金屬窗2的上表面(高頻天 線側(cè)表面)產(chǎn)生蝸電流I，p。金屬窗2與支承板5、支承梁11、以及主體容器1絕緣。因此， 在金屬窗2的上表面流動(dòng)的蝸電流L。。p流向金屬窗2的側(cè)面。進(jìn)而，流過(guò)金屬窗2的側(cè)面 的蝸電流I，p流向金屬窗2的下表面(處理室側(cè)表面)，進(jìn)而，經(jīng)金屬窗2的側(cè)面，再次返回 到金屬窗2的上表面。這樣，生成從金屬窗2的上表面(高頻天線側(cè)表面)至下表面(處 理室側(cè)表面)進(jìn)行循環(huán)的蝸電流IW。P。在該循環(huán)的蝸電流IW。P中的、流過(guò)金屬窗2的下表 面的電流在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)。通過(guò)在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)，處理室4內(nèi)的氣 體被激勵(lì)而生成等離子體。生成原理被如此推測(cè)。進(jìn)而，流過(guò)金屬窗2的下表面的電流對(duì) 在處理室4內(nèi)生成的等離子體的表皮(數(shù)cm左右)進(jìn)行感應(yīng)加熱。這樣，生成高密度的等 離子體。圖7表示四分割型金屬窗的一個(gè)平面例，圖8表示四分割型金屬窗的另一個(gè)平面 例。 進(jìn)一步，是否分割金屬窗2，根據(jù)高頻天線13的平面形狀決定。例如，在高頻天線 13的平面形狀如圖3所示為蝸旋狀、或?yàn)榄h(huán)狀的情況下，如圖7、或圖8所示那樣，沿著從蝸 旋狀或環(huán)狀的高頻天線13的中心向周邊放射狀地延伸的線分割金屬窗2。這是因?yàn)?，在?頻天線13的平面形狀為蝸旋狀或環(huán)狀的情況下，如果使金屬窗2為一塊板，則由于高頻天
8線13而在金屬窗2的上表面形成的蝸電流^。。p僅在金屬窗2的上表面循環(huán)。S卩，不循環(huán)至 金屬2的下表面。因此，將金屬窗2分割為多個(gè)，并且必須使分割為多個(gè)的金屬窗2相互絕緣。 與此相對(duì)，在高頻天線13的形狀例如如圖9所示為直線狀的情況下，能夠以一塊 板構(gòu)成金屬窗2。 這樣，根據(jù)第一實(shí)施方式，使以往用電介質(zhì)構(gòu)成的窗為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬
窗2，由此使得窗自身的剛性提高，能夠提供能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化的感應(yīng)耦合等離
子體處理裝置。(第一變形例) 另外，在第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，也可以在金屬窗2的表 面形成電介質(zhì)膜。電介質(zhì)膜例如是陽(yáng)極氧化膜、或噴鍍陶瓷膜。 這樣，通過(guò)在金屬窗2的表面、至少在處理室4側(cè)表面形成陽(yáng)極氧化膜、或噴鍍陶 瓷膜的覆膜，使金屬窗2保持原狀態(tài)，例如使鋁、或者包含鋁的合金制的金屬窗2保持原狀 態(tài)，與露出在處理室4側(cè)的情況相比，能夠使金屬窗2的耐等離子體性提高。
(第二變形例) 另外，在金屬窗2的處理室4側(cè)表面也可以設(shè)置電介質(zhì)蓋。電介質(zhì)蓋例如是石英 制的蓋、或陶瓷制的蓋。陶瓷例如是氧化鋁陶瓷。 這樣，通過(guò)用石英制的蓋、或陶瓷制的蓋覆蓋金屬窗2的處理室4側(cè)表面，使金屬 窗2保持原狀態(tài)，例如使鋁、或者包含鋁的合金制的金屬窗2保持原狀態(tài)，與露出在處理室 4側(cè)的情況相比，能夠使金屬窗2的耐等離子體性提高。
(第三變形例) 另外，也可以在金屬窗2的表面，形成比構(gòu)成該金屬窗2的材料的電導(dǎo)率高、且為 非磁性體的導(dǎo)電性的膜。如上述所示，在金屬窗2的表面，流動(dòng)循環(huán)電流I^p。如果提高金 屬窗2的表面的電導(dǎo)率，則能夠更加高效地生成由在高頻天線13中流動(dòng)的電流生成的循環(huán) 電纟1l Iloop。 例如在金屬窗2由鋁、或者包含鋁的合金構(gòu)成的情況下，為非磁性體的導(dǎo)電性的 膜例如是銅或包含銅的合金、或銀或包含銀的合金。 這些第一 第三變形例，也能夠適用于下面說(shuō)明的其他的實(shí)施方式。(第二實(shí)施方式) 如圖9所示，通過(guò)使高頻天線13的形狀為直線狀，能夠以一塊板構(gòu)成金屬窗2。在 使金屬窗2為一塊板的情況下，不需要支承梁11。因此，在哪里形成氣體噴出孔12a成為選 擇事項(xiàng)。也可以在主體容器l的側(cè)壁形成氣體噴出孔12a。但是，考慮到金屬窗2與電介 質(zhì)例如石英、陶瓷相比加工性良好，能夠在金屬窗2自身上形成氣體流路12、和氣體噴出孔 12a。 圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬 窗2b的一個(gè)例子的俯視圖。 如圖10所示，在金屬窗2b形成有氣體流路12。在本例中，氣體流路12通過(guò)在金 屬窗2b內(nèi)部設(shè)置噴淋頭的氣體擴(kuò)散室那樣的空間而形成?？臻g狀的氣體流路12與圖1所 示的氣體供給管20a連接，同樣地從圖1所示的氣體供給系統(tǒng)20供給處理氣體。由氣體流路12供給的處理氣體經(jīng)與氣體流路12連通的多個(gè)氣體噴出孔12a向處理室4的內(nèi)部噴出。
這樣，也能夠在金屬窗2形成氣體流路12、和氣體噴出孔12a。
圖11是表示金屬窗2b的更加具體的一個(gè)例子的截面圖。 如圖11所示，本例的金屬窗2b包括噴淋板102，其具有面對(duì)處理室4的內(nèi)部的 多個(gè)氣體噴出孔12a ;以及主體IOI，其具有與噴淋板102的周緣對(duì)應(yīng)的緣部103和被緣部 103包圍的凹部。通過(guò)在緣部103安裝噴淋板102，主體101的凹部成為氣體擴(kuò)散室那樣的 空間狀的氣體流路12。在噴淋板102和緣部103之間設(shè)有氣密密封部件104。通過(guò)設(shè)置氣 密密封部件104，防止從噴淋板102和緣部103之間泄露氣體。氣密密封部件104例如是0 形環(huán)。 在主體101的與噴淋板102的安裝面相反一側(cè)的面，形成有與氣體流路12連通的 氣體供給孔105。在氣體供給孔105，經(jīng)絕緣物106安裝有供給管20a。通過(guò)利用絕緣物106 將氣體供給管20a安裝在氣體供給孔105上，能夠抑制從金屬窗2b的上表面流向下表面的 蝸電流IM。P流入氣體供給管20a。 進(jìn)一步，在本例的金屬窗2b中，在噴淋板102和緣部103之間，設(shè)置有電接觸部件 107。電接觸部件107具有如下作用使主體101與噴淋板102的電接觸更加可靠。例如， 存在在噴淋板102與緣部103之間產(chǎn)生微小的空隙的情況，該空隙起因于由噴淋板102的 自重引起的微小的彎曲。此外，在如本例那樣，在噴淋板102與緣部103之間設(shè)置0形環(huán)那 樣的氣密密封部件104的情況下，間隙更加容易產(chǎn)生。當(dāng)產(chǎn)生這樣的間隙時(shí)，存在妨礙蝸電 流^。。P流到噴淋板102的下表面(處理室側(cè)表面)的問(wèn)題。如本例那樣，通過(guò)在噴淋板102 與緣部103之間設(shè)置電接觸部件107能夠消除這樣的問(wèn)題。作為這樣的電接觸部件107的 一個(gè)例子，能夠列舉可伸縮的導(dǎo)電性部件。進(jìn)一步，作為可伸縮的導(dǎo)電性部件的一個(gè)例子， 能夠列舉將導(dǎo)電性部件巻成螺旋狀的部件，具體而言，能夠列舉金屬制的屏蔽螺旋(shield spiral)。 圖12是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬 窗2b的另一個(gè)例子的俯視圖。 如圖12所示，在將金屬窗2b分割為多個(gè)，例如在四分割為金屬窗2b-l 2b-4的 情況下，也能夠?qū)Ψ指畹母鹘饘俅?b-l 2b-4，形成氣體流路12、和氣體噴出孔12a。
例如，在具備四分割得到的金屬窗2b-l 2b-4的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中， 氣體噴出孔12a形成在十字型的支承梁11上。因此，對(duì)處理室4的氣體噴出孔12a的分布， 不得不為十字型。因此，在處理室4的內(nèi)部，難以使處理氣體的分布均勻。
與此相對(duì)，如圖12所示的金屬窗2b-l 2b-4所示那樣，通過(guò)在金屬窗2b-l 2b-4中也形成氣體流路12和氣體噴出孔12a，能夠使對(duì)于處理室4的氣體噴出孔12a的分 布與十字型相比更加均勻。 此外，如本例那樣，即使在將金屬窗2b分割為金屬窗2b-l 2b-4這樣的情況下，
在金屬窗2b-l 2b-4的各個(gè)中，也能夠使圖11所示的金屬窗2b采用由具有成為氣體流
路12的凹部的主體101、和具有多個(gè)氣體噴出孔12a的噴淋板102構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。 進(jìn)一步，在采用這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，也可以在金屬窗2b-l 2b-4的各個(gè)中，構(gòu)
成為包括具有成為氣體流路12的凹部的主體101、和具有多個(gè)氣體噴出孔12a的噴淋板
102。
10
進(jìn)一步，在主體101與噴淋板102的接合面，例如，在主體101的緣部103與噴淋 板102之間，也可以如圖11所示，設(shè)置使主體101與噴淋板102電接觸的導(dǎo)電性部件107。
這樣，根據(jù)第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有通過(guò)第一實(shí)施 方式所說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)以外，還能夠得到如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在一塊金屬窗2b、或者被分割后的金 屬窗2b-l 2b-4形成氣體流路12和氣體噴出孔12a，能夠使對(duì)處理室4的噴出孔12a的 分布均勻，能夠更加促進(jìn)處理室4的內(nèi)部的處理氣體的分布的均勻化。
(第三實(shí)施方式) 圖13是概略地表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備 的金屬窗的一個(gè)例子的截面圖。 如圖13所示，第三實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗2c，在 金屬窗2c的內(nèi)部設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)用流路203。金屬窗2c如上所述，與電介質(zhì)、例如石英、陶 瓷相比加工性良好。因此，能夠在窗自身上形成在窗由電介質(zhì)構(gòu)成的情況下不可能實(shí)現(xiàn)的 溫度調(diào)節(jié)用流路203，能夠進(jìn)行窗自身的溫度調(diào)節(jié)。 這樣，根據(jù)第三實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有在第一實(shí)施方 式中說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)以外，還能夠得到如下優(yōu)點(diǎn)例如，通過(guò)在金屬窗2c上通過(guò)形成溫度調(diào)節(jié) 流路203，能夠進(jìn)行金屬窗2c自身的溫度調(diào)節(jié)，例如能夠以使得金屬窗2c的溫度分布變得 均勻的方式進(jìn)行金屬窗2c自身的溫度調(diào)節(jié)。例如，通過(guò)調(diào)節(jié)金屬窗2c的溫度使得溫度分 布均勻，能夠促進(jìn)對(duì)被處理基板G進(jìn)行更加均勻的處理。 另外，圖13表示將金屬窗2c分割為多個(gè)的情況，但特別是，雖然未圖示，溫度調(diào)節(jié) 流路203也能夠應(yīng)用于金屬窗2c為一塊板的情況下，當(dāng)然，也能夠一并應(yīng)用在第二實(shí)施方 式中說(shuō)明過(guò)的氣體流路12、氣體噴出孔12a。
(第四實(shí)施方式) 圖14是概略地表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備 的金屬窗的一個(gè)例子的截面圖。 如圖14所示，第四實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗2d，在 將第二高頻電源29與載置臺(tái)23連接時(shí)，使金屬窗2d經(jīng)由僅使第二高頻電源29的高頻通 過(guò)的濾波器204接地，使金屬窗2d自身作為與載置臺(tái)23相對(duì)的相對(duì)電極起作用，該載置臺(tái) 23與第二高頻電源29連接而作為下部電極起作用。金屬窗2d雖然是非磁性體，但是導(dǎo)電 性。因此，能夠作為相對(duì)電極使用。 通過(guò)使金屬窗2d作為下部電極即載置臺(tái)23的相對(duì)電極起作用，能夠期待在使用 電介質(zhì)的窗的情況下未能實(shí)現(xiàn)的、抑制沉積物附著在窗上的效果。 這是因?yàn)椋ㄟ^(guò)使金屬窗2d作為相對(duì)電極起作用，能夠相對(duì)于金屬窗2d的下表面 在垂直的方向上產(chǎn)生電場(chǎng)，能夠利用該電場(chǎng)抑制沉積物附著。 這樣，根據(jù)第四實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有第一實(shí)施方式 說(shuō)明過(guò)的優(yōu)點(diǎn)以外，例如還具有如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)使金屬窗2d作為相對(duì)電極起作用，能夠抑 制向金屬窗2d的沉積物附著，能夠促進(jìn)對(duì)于被處理基板G更加清潔的處理、以及容易維護(hù)。
此外，從與作為下部電極的載置臺(tái)23連接的第二高頻電源29看，可視金屬窗2d 為陽(yáng)極(anode)電極。因此，與現(xiàn)有的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置相比，對(duì)于第二高頻的正 極電極的面積增加，結(jié)果是陽(yáng)極電極相對(duì)于陰極(cathode)電極的面積比變大，因此能夠
11實(shí)現(xiàn)自偏置電壓(Vdc)的增加、等離子體的均勻化。 另外，圖14表示將金屬窗2c分割為多個(gè)的情況，特別是，雖然未圖示，但第四實(shí)施 方式也能夠應(yīng)用于金屬窗2c為一塊板的情況，也能夠與上述第二、第三實(shí)施方式并用。 [one](第五實(shí)施方式) 在上述第一 第四實(shí)施方式中，通過(guò)將例如四分割后的金屬窗2-1 2-4隔著絕 緣物6載置在支承板5、和支承梁11上，使金屬窗2-1 2-4與支承板5、支承梁11、以及主 體容器1絕緣，并且，金屬窗2-1 2-4彼此也相互絕緣。由此，能夠生成高密度的感應(yīng)電 場(chǎng)等離子體(ICP)。 但是，因?yàn)楦袘?yīng)電場(chǎng)相對(duì)于金屬窗2-1 2-4為水平方向，所以幾乎沒(méi)有垂直電 場(chǎng)，在金屬窗2-1 2-4上容易附著反應(yīng)生成物，容易產(chǎn)生顆粒。 于是，在本第五實(shí)施方式中，提供能夠除去附著在金屬窗2-1 2-4上的反應(yīng)生成 物的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。 圖15是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的電容 耦合模式電路的一個(gè)電路例子的電路圖。 如圖15所示，電容耦合模式電路60具有一端與高頻天線13和匹配箱(阻抗匹配 器)14的相互連接點(diǎn)A連接，另一端與金屬窗2連接的可變電容器VC。
在第五實(shí)施方式中，通過(guò)調(diào)整可變電容器VC的電容，能夠切換感應(yīng)耦合等離子體 模式(ICP模式)、和電容耦合等離子體模式(CCP模式)。 圖16是表示高頻天線13側(cè)的電路和電容耦合模式電路60側(cè)的各阻抗的可變電 容器的電容依存性的圖。 如圖16所示，當(dāng)可變電容器VC的電容在低電容側(cè)時(shí)，電容耦合模式電路60的阻 抗表現(xiàn)大的電容性(阻抗為負(fù))。因此，電流流向低阻抗的高頻天線13，等離子體處理裝置 主要在ICP模式下動(dòng)作。 相反地，當(dāng)可變電容器VC的靜電容在大電容側(cè)時(shí)，電容耦合模式電路60的阻抗幾 乎為"0"，因此電流經(jīng)電容耦合電路60流向金屬窗2。因此，等離子體處理裝置主要在CCP 模式下動(dòng)作。 圖17表示等離子體電子密度分布。 如圖17所示，在低電容側(cè)(VC1% )，電流在高頻天線13流動(dòng)，能夠生成高密度的 感應(yīng)耦合等離子體(ICP)。 另一方面，在大電容側(cè)(VC100% )，電流在金屬窗2流動(dòng)，令上部電極為金屬窗2， 令相對(duì)電極為腔室1的側(cè)壁或載置臺(tái)(下部電極)23而生成電容耦合等離子體(CCP)。
圖18表示貼附在金屬窗2的腔室1側(cè)表面的SiO膜的削減量。在腔室1內(nèi)流動(dòng) 有氯(Cl)氣。在腔室1的內(nèi)部生成氯等離子體，垂直電場(chǎng)越大，則SiO的蝕刻率越大。
如圖18所示，能夠得到如下結(jié)果在ICP模式(VC1% ) ， SiO的削減量??；在CCP 模式(VC100% ) ， SiO的削減量大。 這樣，根據(jù)第五實(shí)施方式，通過(guò)設(shè)置電容耦合模式電路60，其中，該電容耦合模式 電路60具有一端與高頻天線13和匹配箱(阻抗匹配器)14的相互連接點(diǎn)A連接，另一端 與金屬窗2連接的可變電容器VC，能夠主要選擇ICP模式和CCP模式的任一方而使等離子 體處理裝置動(dòng)作。或者，還能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇可變電容器VC的容量，而在感應(yīng)耦合等離
12子體模式(ICP模式)和電容耦合等離子體模式(CCP模式)以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌系臓顟B(tài)下，
使等離子體處理裝置動(dòng)作。 由此，在通常的基板處理中，通過(guò)使等離子體處理裝置以ICP模式動(dòng)作，能夠使用 高密度的等離子體對(duì)基板進(jìn)行處理，此外，在金屬窗2上附著有附著物時(shí)，通過(guò)使等離子體 處理裝置在CCP模式下動(dòng)作，能夠?qū)Ω街诮饘俅?上的附著物進(jìn)行蝕刻，使金屬窗2清 潔。 這樣，根據(jù)第五實(shí)施方式，能夠得到與第一 第四實(shí)施方式同樣的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠 得到如下優(yōu)點(diǎn)因?yàn)槟軌蚴菇饘俅?清潔，所以在通常的基板處理中能夠抑制粒子的產(chǎn)生。
(第六實(shí)施方式) 圖19A是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金 屬窗的一個(gè)例子的俯視圖，圖19B是圖19A所示的金屬窗的立體圖。 如圖19A和圖19B所示，本發(fā)明的第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所 具備的金屬窗2e是如下方式的金屬窗在金屬窗2e的側(cè)面、和處理室4側(cè)表面形成有比構(gòu) 成金屬窗2e的材料的電導(dǎo)率高的、為非磁性體的導(dǎo)電性的膜205，并且為非磁性體的導(dǎo)電 性的膜205，以對(duì)在處理室4的內(nèi)部生成的感應(yīng)電場(chǎng)的方向進(jìn)行限定的方式形成為配線狀。
在第一實(shí)施方式中，對(duì)在金屬窗的下表面流動(dòng)的蝸電流IM。P以最短路徑流動(dòng)的情 況進(jìn)行了說(shuō)明。這是由于金屬窗的表面的電導(dǎo)率均勻。這里，如果形成比構(gòu)成金屬窗2e的 材料的電導(dǎo)率高的、為非磁性體的導(dǎo)電性的膜205，則能夠限定在金屬窗2e的下表面流動(dòng) 的蝸電流IW。P的路徑。如果限定在金屬窗2e的下表面流動(dòng)的蝸電流IW。P的路徑，就能夠 限定在處理室4的內(nèi)部生成的感應(yīng)電場(chǎng)的方向。 例如，在圖19A和圖19B所示的例子中，將膜205相對(duì)于分割為多個(gè)的金屬窗 2e-l 2e-4形成為鉤形，由此使蝸電流IM。P的路徑整體上為矩形。在此情況下，在處理室 4的內(nèi)部形成呈矩形地循環(huán)的感應(yīng)電場(chǎng)。 這樣的矩形的感應(yīng)電場(chǎng)，例如，在被處理基板G的平面形狀為矩形的情況下，能夠 在平面形狀為矩形的被處理基板G上均勻地生成感應(yīng)電場(chǎng)。因此，能夠更加促進(jìn)對(duì)于平面 形狀為矩形的被處理基板G的處理的均勻化。 此外，特別地，雖然未圖示，但如果將膜205相對(duì)于分割為多個(gè)的金屬窗2e-l 2e-4形成為圓弧，就能夠使蝸電流I，p的路徑在整體上為圓形。在此情況下，在處理室4的 內(nèi)部形成呈圓形地進(jìn)行循環(huán)的感應(yīng)電場(chǎng)。 圓形的感應(yīng)電場(chǎng)，例如在被處理基板G的平面形狀為圓形的情況下，能夠使感應(yīng) 電場(chǎng)在平面形狀為圓形的被處理基板G上均勻地生成。因此，能夠更加促進(jìn)對(duì)于平面形狀 為圓形的被處理基板G的處理的均勻化。 此外，在金屬窗2e-l 2e-4由鋁或包含鋁的合金構(gòu)成的情況下，作為膜205的材 料，例如能夠列舉銅或包含銅的合金，或者銀或包含銀的合金。 這樣，根據(jù)第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有在第一實(shí)施方 式說(shuō)明過(guò)的優(yōu)點(diǎn)以外，還能夠獲得如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在金屬窗2e的下表面形成配線狀的膜 205，能夠控制在處理室4的內(nèi)部形成的感應(yīng)電場(chǎng)的形狀，能夠得到與各種形狀的被處理基 板G對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電場(chǎng)的形狀。其結(jié)果是，能夠促進(jìn)對(duì)于被處理基板的均勻的處理。
另外，特別是，雖然未圖示，但是第六實(shí)施方式也能夠與上述第二、第三、第四、第五實(shí)施方式一并應(yīng)用。
(第七實(shí)施方式) 圖20是簡(jiǎn)略化地表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的一 個(gè)例子的截面圖。 如圖20所示，第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，在電介質(zhì)窗206上形 成有金屬板207。 在本例中，電介質(zhì)窗206，例如如圖2所示，被四分割為矩形的格狀，(在圖中表示 四分割得到的電介質(zhì)窗206中的2塊)，在這些四分割得到的電介質(zhì)窗206的各自上各固定 一塊金屬板207，且使總共四塊金屬板207相互絕緣。 圖21表示從圖20所示的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置得到的等離子體密度。 如圖21所示，在第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，與第一實(shí)施方式
的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置同樣地，也能夠產(chǎn)生高密度的等離子體。 在第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，因?yàn)樵陔娊橘|(zhì)窗206上固定金
屬板207，所以與僅有電介質(zhì)窗206的情況相比電介質(zhì)窗206的剛性能夠提高。其結(jié)果是，
能夠得到與第一實(shí)施方式同樣的優(yōu)點(diǎn)。 電介質(zhì)窗206的材料例如為石英或陶瓷。陶瓷例如是氧化鋁陶瓷。
此外，金屬板207的材料例如是鋁或包含鋁的合金。 以上，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，能夠提供能夠應(yīng)對(duì)
被處理基板的大型化的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。 另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種變形。 例如，高頻天線的構(gòu)造不限于在上述實(shí)施方式中公開的構(gòu)造，只要能夠在主體容 器內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)，任何構(gòu)造均能夠采用。 此外，在上述實(shí)施方式中，將為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗四分割為矩形的格狀 或分割為四個(gè)三角形狀的金屬窗，對(duì)這樣的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但分割數(shù)并不限于此。例如， 能夠9分割、16分割……為矩形的格狀，或者8分割……等等分割為三角形的格狀，這樣，分 割數(shù)是任意的。 另外，在上述實(shí)施方式中，作為感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的一個(gè)例子舉例表示 了灰化裝置，但不限于灰化裝置，也能夠適用于蝕刻、CVD成膜等的其他的等離子體處理裝置。 進(jìn)一步，雖然使用FPD作為被處理基板，但本發(fā)明不限于此，也能夠適用于對(duì)半導(dǎo) 體晶片等其他的基板進(jìn)行處理的情況。
權(quán)利要求
一種感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板，實(shí)施等離子體處理的處理室；在所述處理室內(nèi)載置被處理基板的載置臺(tái)；向所述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)；對(duì)所述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)；在所述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的高頻天線；和向所述高頻天線供給高頻電力的第一高頻電源，在所述高頻天線與所述處理室之間，形成有與構(gòu)成所述處理室的主體容器絕緣地形成的為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗。
2. 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述金屬窗是一塊板。
3. 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述金屬窗在利用絕緣體相互絕緣的狀態(tài)下，被分割為多個(gè)。
4. 如權(quán)利要求3所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述高頻天線的平面形狀為蝸旋狀或環(huán)狀，沿著從所述蝸旋或環(huán)的中心向周邊放射狀地延伸的線，所述金屬窗被分割。
5. 如權(quán)利要求4所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于在與所述載置臺(tái)相對(duì)的所述處理室壁面的形狀為矩形時(shí)，沿著從該矩形的中心連接各邊的中點(diǎn)的線，所述金屬窗被分割。
6. 如權(quán)利要求4所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于在與所述載置臺(tái)相對(duì)的所述處理室壁面的形狀為矩形時(shí)，沿著從該矩形的中心連接各角的線，所述金屬窗被分割。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于在所述金屬窗的表面形成有電介質(zhì)膜。
8. 如權(quán)利要求7所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述電介質(zhì)膜是陽(yáng)極氧化膜、或噴鍍陶瓷制。
9. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于在所述金屬窗的處理室側(cè)表面，設(shè)置有電介質(zhì)蓋。
10. 如權(quán)利要求9所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述電介質(zhì)蓋是石英制造、或陶瓷制造。
11. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于在所述金屬窗的表面，形成有電導(dǎo)率比構(gòu)成該金屬窗的材料的電導(dǎo)率高的、為非磁性體的導(dǎo)電性的膜。
12. 如權(quán)利要求11所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述為非磁性體的導(dǎo)電性的膜，在所述金屬窗的側(cè)面、和所述處理室側(cè)表面形成為配線狀，以限定在所述處理室生成的感應(yīng)電場(chǎng)的方向。
13. 如權(quán)利要求11所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述金屬窗由鋁或包含鋁的合金構(gòu)成，所述為非磁性體的導(dǎo)電性的膜由銅或包含銅的合金，或者銀或包含銀的合金構(gòu)成。
14. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于包括向所述載置臺(tái)供給高頻電力的第二高頻電源，所述金屬窗經(jīng)由僅使所述第二高頻電源的高頻通過(guò)的濾波器接地。
15. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于在所述金屬窗設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)用流路。
16. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于在所述金屬窗設(shè)置有噴出所述處理氣體的噴出孔。
17. 如權(quán)利要求16所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于所述金屬窗構(gòu)成為包括主體和具有噴出孔的噴淋板，該主體具有成為氣體流路的凹部，在所述主體與所述噴淋板的接合面，設(shè)置有使所述主體和所述噴淋板電接觸的導(dǎo)電性部件。
18. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于，還包括包括可變電容的電容耦合模式電路，該可變電容的一端與所述第一高頻電源和所述高頻天線的相互連接點(diǎn)連接，另一端與所述金屬窗連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化。該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，實(shí)施等離子體處理的處理室(4)；在處理室(4)內(nèi)載置被處理基板G的載置臺(tái)(23)；向處理室(4)內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)(20)；對(duì)處理室(4)內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)(30)；在處理室(4)內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的高頻天線(13)；和向高頻天線(13)供給高頻電力的第一高頻電源(15)，在高頻天線(13)和處理室(4)之間，形成有與構(gòu)成處理室(4)的主體容器(1)絕緣地形成的為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗(2)。
文檔編號(hào)H05H1/46GK101795528SQ20101000319
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者佐佐木和男 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社